工業燃氣

工業燃氣的主要用途包括：切割、焊接、培燒、烤校、熱處理等等。

工業燃氣是工業上作為燃料用的氣體。現在市面上使用不錯的有神麒增益劑I號。神麒增益劑II號。

簡介

本技術涉及一種切割金屬材料用的新型工業燃氣快速割嘴，是由：割嘴主體、螺旋混合器、割嘴外套、割嘴內嘴、連接桿組成，其特徵在於：其特徵在於：割嘴內嘴的一端通過內螺紋與連接桿連接，連接桿的另一端通過外螺紋與割嘴主體連接，在連接桿的螺紋處安裝螺旋混合器，並在外部套上割嘴外套；在割嘴內嘴上銑出10-20條齒槽作為燃氣通道，噴管孔道呈流線型的拉瓦爾孔道，由穩定段、收縮段、喉部、擴散段四部分組成，在流線型的孔道內採用表面電鍍處理；在割嘴內嘴的螺紋處安裝螺旋混合器。本技術新型工業燃氣快速割嘴，應用於火焰切割機上，對鋼材進行切割可實現切割面光滑、切割速度快、無咬邊燒塌掛渣、無增碳及硬化現象，割嘴使用壽命長。

是以天然氣為主要原料，經過氣液混合器與天然氣增益劑混合后形成的一種新型工業燃氣，燃燒溫度能提高400—600℃，可用於工業切割、焊接、烤校，可完全取代乙炔、丙烷，可廣泛應用於鋼廠、鋼構、造船行業，可在船艙內安全使用，現市面上的產品有神麒I增益劑、神麒II增益劑。

氧—乙炔

(1)乙炔性質 乙炔在純氧中燃燒的火焰溫度可達 3100 ℃以上，是目前氣割用燃氣最為廣泛的，應用量最大。

乙炔在常溫常壓下是一種無色氣體，其相對分子量是 26.038 ，密度為 1.17lkg / m 3。

乙炔與氧燃燒的化學反應式為：C2H2 +2.5O2 =2CO2 +H2O+1302.7kJ/mol

乙炔的燃燒熱值(標準狀態)：高熱值：58502kJ / m3 ，低熱值：56488kJ / m3

乙炔的燃燒速度：7.5m / s( 在純氧中 ) ，4.7m / s( 在空氣中 )。

乙炔的點火溫度為 305 ℃。

乙炔分子中的碳與碳之間是不飽和的叄鍵。所以乙炔化學性質很活潑，極容易發生燃燒爆炸事故。使用中要嚴格按照安全操作規程進行。

(2) 氣割工藝參數 氧 - 乙炔切割工藝主要是通過割炬和割嘴實現的。割炬分為射吸式割炬和等壓式割炬。射吸式割炬大多為手工切割，等壓式割炬大多為機器切割。氧 -乙炔火焰溫度高，燃燒速度快，火焰集中，預熱金屬時間短，但容易導致切口上稜角燒塌。

(3)安全使用注意事項 由於乙炔化學性質很活潑，極易發生燃燒爆炸事故。

1)純乙炔當溫度大於200～300℃時即發生聚合反應。發生聚合時溫度升高很容易發生爆炸，爆炸時氣體溫度達到2500～3000℃，壓力增大10～12倍。壓力愈高，則聚合過渡爆炸的溫度愈低。溫度愈高，則聚合過渡爆炸的壓力愈低。為了解決乙炔的聚合爆炸的危險性，將乙炔溶解在丙酮里，裝在有填料的專用溶解乙炔鋼瓶中。

2)乙炔和銅或銀及其鹽類長期接觸會生成乙炔銅或乙炔銀，這兩種物質都是極易爆炸的物質，因此規定製造乙炔器的零部件不能採用銅\銀及含量高於70%的合金。

3)乙炔中有氧存在時，其爆炸能力增大。乙炔與空氣或純氧的混合物在常壓下溫度達到燃點即能爆炸。乙炔在空氣中的燃點為305℃，在空氣中的爆炸極限是2.3%～80.7%，在氧氣中的爆炸極限是2.3%～93%，所以乙炔儲存時絕對避免混進空氣或氧氣占

4)乙炔的爆炸性與裝乙炔的容器的形狀、大小有關，容器直徑愈大愈容易爆炸。乙炔不能直接裝在使用的容器里，而乙炔氣瓶製造工藝是很複雜的。

5)乙炔由於燃燒速度非常快(在空氣中為4.7m/s，在氧氣中為7.5m/s)，回火的速度也相當快，所以規定乙炔各級管路部位均要加裝中央回火防止器和崗位回火防止器，並要經常檢查其安全性。

6)發生回火時必須立即關閉乙炔閥，切斷乙炔氣源。回火排除以後再點火時，一定要先給一些氧氣吹除殘餘碳粒。

氧—丙烷

丙烷性質 丙烷是液化石油氣的一種，在常溫常壓下是氣體。為了便於儲存和運輸，把其加壓變成液體裝在儲罐和鋼瓶里，丙烷分子式是C3H8，相對分子質量為44.097，密度為1.96kg/m 3。隨著石油工業的發展，丙烷作為乙炔的代用氣體正在逐步被廣泛應用。丙烷與氧燃燒的化學反應式為： C 3 H 8 +5O 2 =3CO 2 +4H 2 O+2221.5kl/mol 丙烷的燃燒熱值 (標準狀態): 高熱值： 101266kJ/m 3 ，低熱值：93240kJ/m 3。丙烷的燃燒速度為：2m/s(在純氧中)，1.5m/s(在空氣中)。丙烷的點火溫度為 580℃。丙烷分子中的碳與碳之間是飽和鍵，化學性質比乙炔穩定，使用中比炔安全。

氣割工藝參數 同氧—乙炔切割相似，氧一丙烷切割按使用的割炬分為射吸式割炬和等壓式割炬，射吸式割炬大多為手工切割，等壓式割炬大多為機器切割。氧—丙烷火焰溫度雖不如氧 -乙炔火焰溫度高，但火焰比較柔和，體積發熱量比乙炔大。切割時切割面的上緣無明顯燒塌現象，下緣不易掛渣，如有掛渣也極易清除。

使用注意事項 氧－丙烷切割與氧－乙炔相比，雖然安全得多，但丙烷畢竟是可燃性氣體，使用中如不注意操作注意事項，也容易發生火災等事故。

丙烷的比重比較大，所以氣瓶必須放置在通風良好的地方，不要放在地下室、半地下室或通風不良的場所，防止氣體漏出存於低洼處遇火造成火災。

丙烷氣瓶將要用完時，瓶內應留有餘氣，便於充裝前檢查氣樣和防止其他氣體進入瓶內。

當氣瓶著火時，應立即關閉瓶閥。如果無法靠近，可用大量冷水噴射，使瓶體降溫，然後關閉瓶閥，切斷氣源滅火，同時防止著火的瓶體傾倒。當不能制止氣瓶閥門泄漏時，應將瓶體移至室外安全地帶，讓氣體逸出，直到瓶內氣體排盡為止。用於氣割的其他燃氣

氣割用燃氣最早使用是乙炔。隨著工業的發展，人們在探索各種各樣的乙炔代用氣體，目前作為乙炔的代用氣體中丙烷的用量最大。除乙炔、丙烷外，作為乙炔的代用氣體還有丙烯、天然氣、焦爐煤氣、氫氣(電解水產生)、乙烯\液化石油氣(以丙\丁烷為主要成分—)、丙炔、丙炔與丙烯的混合氣、乙炔與丙烯的棍合氣、乙炔與丙炔的混合氣、乙炔與乙烯的混合氣等，還有加有各種添加劑的其他燃氣，其原料氣主要也是丙烷、丙烯、液化石油氣。

根據使用效果、成本、氣源情況等綜合分析，丙烷是乙炔的比較理想的代用燃氣，丙烷的使用量在所有乙炔代用燃氣中是最多的。

與通常的燃燒相比，催化燃燒具有燃燒效率高、燃燒穩定、污染物（如CO、NOx和未完全燃燒物）超低排放等優點，這是各國在近40多年來致力於催化燃燒研究的原因。催化燃燒對催化劑的基本要求是具有良好的低溫活性和高溫熱穩定性。

COB燃燒能夠實現大負荷工況下的運行，大量的濃混合氣同時著火燃燒促使燃燒速度加快而實現分子裂化速度加快，化學反應更加激烈，從而使得火焰瞬間溫度增高。

氧—天然氣

LNG在生產過程中脫除了水分、CO2、H2S、Hg及C5以上的重烴，組分更加純凈，燃燒效率高、清潔，由於LNG密度小於空氣，泄露時不易在車間或船艙地面形成堆積，大大減少了爆炸發生的可能性。在燃燒過程中使用更安全、更環保。在生產和使用過程中，不會產生電石渣等污染廢物。同時，從目前使用燃料的各行業企業燃料運行成本統計顯示，LNG較柴油，汽油，乙炔，LPG等燃料運行成本最低，從而成為國家能源發展的一個主要方向，在能源結構中的比例在逐年增加。

天然氣尤其用於造船行業可直接進入船艙內使用，燃氣比重輕，消除了艙內氣體存集的危險，大大提高了安全性。在切割厚銹鋼板，平面開坡口切割，烤校，火焰噴塗等方面都有優越的性能。缺點：天然氣熱值較低，在氧氣中的火焰溫度僅為2538℃，預熱時間長，切割速度慢，需要加添加劑來提高火焰溫度。

液化天然氣1立方重量大約是420—460公斤，液化天然氣1立方轉化為氣體是625立方左右，因此每公斤LNG轉化為氣體是1.4立方左右（625立方÷430公斤）。

丙烷液態轉化為氣體是1：0.6，一立方氣體約需要用1.65公斤丙烷氣化。丙烷切割氣按純丙烷價格8元左右計算，一立方氣體費用為（1.65×8）13.2元，由於各地天然氣價格不等，加入神麒燃料增益劑后，每立方成本最多也超不過6—7元。

神麒工業燃氣是以天然氣為母體與SQ稀土燃氣增益劑絡合反應合成的金屬切割氣。與丙烷類工業氣體工藝性能相比較，具有高效、節能、環保、安全等優點。其主要表現在以下幾個方面：

1）、打孔預熱時間顯著縮短，40mm厚普鋼，預熱和打穿僅需10秒鐘；切割速度提高20%～50%（因工件厚度而異），40mm厚普鋼速度達到450～500mm/分鐘。

2）、切割尺寸大，鋼板厚度最大可達600 mm。

3）、切割質量高，割縫窄，節約鋼材（300mm厚普鋼，割縫僅6~8mm，對於大規模鍊鋼切割，效果顯著）；工件切割表面光潔，變形小，稜角整齊，上緣不燒塌，下緣不易掛渣；切割面氧化皮容易清除，無需打磨，減輕操作者的勞動強度，提高了工效。

4）、無殘留，利用率高。對於丙烷類工業氣體，會因氣化困難而留有殘液，造成浪費。

5)、壓力穩定。丙烷類工業氣體由於受溫度、余量的影響，工作面壓力波動較大（冬季戶外甚至無法使用），而先鋒金屬切割氣在使用中，天然氣經裝置精確調壓穩壓，確保了切割和烘烤時工作面壓力恆定，不會因氣溫變化、余量大小而造成壓力波動，因而火焰穩定，無須頻繁調節切割器具和裝置。

6)、使用方便。管道天然氣不存在類似丙烷鋼瓶的搬運工作和氣體實際消耗的過磅結算工作，大大減小了生產人員的勞動強度，提高生產效率。

7)、消費直觀明白。天然氣壓力、瞬間流量的實際消耗都可以通過流量計直觀顯示，避免了使用丙烷裡面難以監測的情況。

8)、清潔能源，燃燒充分，節能減排，國家大力鼓勵和支持。

9)、安全性能好。SQ稀土工業燃氣的理化特性與天然氣相同，爆炸極限為5～15%，密度為、相對密度0.59（與空氣比），密度約為空氣一半左右，即使發生少量泄露，也會迅速向上空擴散，不易聚積成爆炸氣體。

神麒天然氣比丙烷節省，數據如下：

1、天然氣的密度=0.71kg/NM3

1立方天然氣=0.7公斤液化天然氣

2、丙烷的密度=1.81kg/M3

丙烷汽化量計算：

10-30度時1公斤丙烷汽化0.56-0.7立方氣體，15公斤丙烷汽化 8-10立方氣體。

10立方SQ工業燃氣可代替15公斤丙烷氣使用量。